大学物理课件：第七章 热力学基础2

1、例例1、绝热容器内有绝热容器内有1mol氦气（理想气体），当容器以氦气（理想气体），当容器以速度速度v作匀速直线运动时，温度为作匀速直线运动时，温度为T，则气体内能为？，则气体内能为？若容器突然减速为若容器突然减速为0，气体内能为？温度改变为？，气体内能为？温度改变为？例例2、某系统由两种理想气体某系统由两种理想气体A和和B组成，分子数分别为组成，分子数分别为NA和和NB，在温度，在温度T时，两种气体各自的分布函数分别为时，两种气体各自的分布函数分别为fA(v) 和和fB(v)，则在同样温度下，此混合气体的分布函，则在同样温度下，此混合气体的分布函数为？数为？例例3、f(v)为理想气体分子的分

2、布函数，为理想气体分子的分布函数，N为分子总数，为分子总数，u为单个分子质量，则为单个分子质量，则的物理意义为？的物理意义为？212)(21vvdvvfNuv例例4、f(v)为理想气体分子分布函数，为理想气体分子分布函数，N为分子总数，求为分子总数，求（1）速率大于）速率大于v0的分子数的分子数（2）单个分子速率大于）单个分子速率大于v0的概率的概率（3）速率大于）速率大于v0的分子的平均速率的分子的平均速率二、二、理想气体理想气体常见的常见的等值过程等值过程1 1、等体过程、等体过程TT12pVoab.0dA0dV特点：特点：12TTCEQV过程方程过程方程 ：2、等压过程、等压过程热源热源

3、pQ12p21o.VVV特点：特点：0dP 12VVPA12TTCEV过程方程过程方程 P=CCV12TTCQPpV1122ppI II.oVV恒温大源恒温大源 TTQ3 3、等温过程、等温过程特点特点： E=0功和热量：功和热量：Q=A2V1VPdVA)VPVP(221121PPlnRT过程方程：过程方程：PV= RT=常量常量P-V图一条双曲线，称为等温线图一条双曲线，称为等温线)(RTPV21VVVdVRTEAQ12lnVVRT绝热套绝热套4 4、绝热过程、绝热过程特点特点：dQ=0 0EATCEAV TCVPVddTRVdPVPddVdPCPdV)RC(VV消去消去dTdT绝绝 热热

4、方方 程程 cTV1cPV 1cTp),(111TVp),(222TVp121p2p1V2VpVo0Q0VPPdVd分离变量得分离变量得CPV2121VV11VVVdVVPPdVA1VPVP2211绝热线和等温线绝热线和等温线:绝热过程曲线的斜率等温过程曲线的斜率0ddpVVp0dd1pVVpVAAaVpVp)dd(AATVpVp)dd( 绝热线的斜率大于等温线的斜率.pV常量pV常量ApBVAVApVoT0QVapTpBC常量第二节 热力学第一定律对理想气体的应用2、常见过程、常见过程等容过程等容过程 dV=0 等压过程等压过程 dP=0等温过程等温过程 dT=0 绝热过程绝热过程 dQ=0

5、CPVCPV 等容过程等容过程等温过程等温过程绝热过程绝热过程等压过程等压过程0PV CPV1PCV多方过程多方过程 （n为多方指数）为多方指数）CPVnn = 1n = n = 0n = 气体内进行的实际过程气体内进行的实际过程， 一般情况一般情况可以多方指数可以多方指数为为 的多方的多方过程近似代表。过程近似代表。例例1 1：0.020.02kg的氦气（视为理想气体），温度由的氦气（视为理想气体），温度由1717升升为为2727，若在升温过程中，（，若在升温过程中，（1 1）体积不变；（）体积不变；（2 2）压）压强不变；（强不变；（3 3）不与外界交换热量。）不与外界交换热量。试分别求出

6、气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功。所作的功。解：解：He单原子分子单原子分子 i=30 A)(12TTCQp（2）P=C)(212TTRi（1）V=C)(2212TTRi)(12TTCEQv)(12TTCEv（3）Q=0)( 12TTCEAvEQA21VVPdVA)TT(CQ121212TTR2iMmEEEPdVdA CdTdQRdT2idE例例1 、一系统如图所示，由一系统如图所示，由a沿沿abc到达到达c有有350J的热量的热量传入系统，系统对外作功传入系统，系统对外作功126J。1）若沿若沿adc时，系统作功时，系统作功42J

7、，系统吸收多少热量？系统吸收多少热量？2）当系统由）当系统由c沿曲线沿曲线ca返回返回a时，外界对系统作功时，外界对系统作功84J，系统是吸热还是放热？系统是吸热还是放热？3）若）若 Ead=40J，试求沿试求沿ad及及dc过程过程各吸收热量多少各吸收热量多少？acbdPV1）acabcabcEAQJ224126350AQEabcabcacacadcadcEAQJ266224422）caEcacaAQJ30822484ab cdPV3）adadcAAJ824042EAQadadadJ18482266QQQadadcdc例例2：单单mol理想气体，已知理想气体，已知P-V曲线，求曲线，求A-B过程中的过程中的Q和和C解：解：P=kV A（P1V1）B（P2V2）VP12TTR23E1122VPVP2EAQdTdQCmol n= 1RTPV1122VPVP2312